تم تعزيز الكفاءة بنسبة 129.67%! حل مشاكل صيانة مكابس الحفر بسرعة

الشركة التي أعمل بها لديها 10 آلات طباعة بالحفر الملون: إحداهما عبارة عن مكبس حفر ملون إيطالي من نوع Cerutti R960-3 10-، والأخرى عبارة عن مكبس حفر ملون من Zhongshan Songde SAY10820 10- (كما هو موضح في الشكل 1). يتم استخدامها بشكل أساسي لإنتاج علب سجائر Seven Wolves. كلا الجهازين يتمتعان بمعدل تشغيل فعال عالي، ولكن عندما تبدأ شرائط تمدد الهواء في عمود الفك بالتسرب، فإن الورق سوف يتحرك من جانب إلى آخر، مما يتسبب في عدم المحاذاة أثناء الطباعة وينتج عنه كمية كبيرة من النفايات. علاوة على ذلك، فإن صيانة عمود تمدد الهواء تستغرق وقتًا طويلاً-وتتطلب عمالة مكثفة.

الشكل 1: آلية تفكيك ماكينة الضغط الحفري Zhongshan Songde SAY10820 (يسار) وآلية تفكيك إيطاليا Cerutti R960-3 (يمين).

أجرى المؤلف-دراسة متعمقة حول مشكلات صيانة عمود تمدد الهواء-. أظهرت النتائج أنه أثناء تركيب وإزالة عمود تمدد الهواء- في آلية الفك بالضغط الحفري، نظرًا لعدم وجود أدوات متخصصة ووزن العمود الثقيل، هناك حاجة إلى العديد من موظفي الصيانة للتنسيق باستخدام لوحة القاعدة ورافعة شوكية هيدروليكية لدعم العمود وسحبه. علاوة على ذلك، أثناء التثبيت، نظرًا لأن الحافة تحتاج إلى محاذاة دقيقة قبل أن يتم إدخالها، غالبًا ما يقضي موظفو الصيانة الكثير من الوقت في التحكم في موضع العمود، مما يستهلك قدرًا كبيرًا من القوى العاملة والموارد، وهو ما يتعارض مع هدف الشركة المتمثل في تحسين معدل التشغيل الفعال للمعدات. لحل هذه المشكلة، قررت شركتنا تطوير جهاز يمكنه تركيب وإزالة عمود تمدد الهواء- بسرعة.

حالة الصيانة الحالية

لفهم حالة الصيانة الحالية لعمود تمدد الهواء- بشكل أكبر، قام الفنيون بدراسة متوسط ​​وقت الصيانة من أكتوبر إلى ديسمبر 2020 ووجدوا أن متوسط ​​وقت الصيانة وصل إلى 95.14 دقيقة. لتجنب التأثير على الإنتاج، يحتاج مشغلو الماكينة إلى إبطاء الماكينة لمنح موظفي الصيانة المزيد من الوقت، وفي بعض الأحيان حتى بعد طباعة لفة كاملة، لا يزال العمود غير قابل للإصلاح، مما يجبر مكبس الحفر على التوقف. لا يؤثر هذا على كفاءة الإنتاج فحسب، بل يؤدي أيضًا إلى توليد الكثير من النفايات (بافتراض أن وقت صيانة عمود تمدد الهواء- هو T1، والوقت الذي يستغرقه موظفو الفك لإكمال إعداد ربط العمود A وB هو T2، والحد الأدنى للوقت الذي تستغرقه الآلة لطباعة لفة بأقل سرعة هو T3: إذا كانت T1 + T2 < T3، فلن تحتاج الماكينة إلى التوقف؛ وإذا كانت T1 + T2 > T3، فإن يجب أن تتوقف الآلة).

تحديات الهواء-صيانة عمود التمدد

يعد عمود تمدد الهواء- جزءًا من آلية الفك التي تحمل لفات الورق الثابتة. عن طريق حقن الهواء المضغوط، تنتفخ الأشرطة المطاطية القابلة للتوسيع الموجودة على العمود، مما يدفع شرائط التمدد الفولاذية إلى الأعلى لتأمين لفة الورق. وهذا يسمح للأسطوانة بالتدوير بشكل متزامن مع العمود، مما يتيح لآلية الفك تغذية الأسطوانة بشكل فعال. أجرى الفنيون مسحًا وتحليلاً لصيانة عمود تمدد الهواء-ورسموا العملية في مخطط انسيابي (الشكل 2). ومن خلال-البحث والتحليل المتعمق لعملية الصيانة، تم تحديد تحديين رئيسيين.

الشكل 2: مخطط انسيابي لصيانة العمود الهوائي

01/ صعوبة تركيب شفة العمود الهوائي

عند تثبيت شفة العمود الهوائي (الشكل 3)، لا يمكن تركيب الحافة بدقة على العمود إلا إذا كانت دبابيس تحديد المواقع محاذية لفتحات الدبوس الموجودة على العمود. نظرًا لأن الحافة تزن 25 كجم، فإن الأمر يتطلب وجود عاملي تركيب يعملان معًا لتثبيت الحافة بشكل ثابت أثناء محاذاة المسامير مع الفتحات. نظرًا لأن كلتا يدي القائمين على التثبيت يتم استخدامهما في الغالب لدعم الحافة، فلا يمكنهم وضع المسامير بسرعة ودقة. مع زيادة الوقت المستغرق في تثبيت الحافة، يتعب القائمون على التركيب، مما يجعل من الصعب محاذاة دبابيس تحديد المواقع مع الفتحات.

الشكل 3: مخطط هيكل شفة

02/ صعوبة تركيب عمود التمدد

يتطلب تثبيت عمود التمدد (الشكل 4) ضمان شيئين في نفس الوقت: أولاً، يتناسب الرأس الدائري الموجود على شفة القاعدة بدقة مع التجويف الدائري الموجود على شفة عمود التمدد من أجل تحديد الموضع المناسب؛ ثانيًا، تتم محاذاة الفتحات الملولبة الموجودة على شفة القاعدة بدقة مع الفتحات الملولبة الموجودة على شفة عمود التمدد. فقط عند استيفاء كلا الشرطين، يمكن إكمال تركيب عمود التمدد. ومع ذلك، في السابق، اعتمدت الشركة على السيارة الهيدروليكية ووظيفة الرفع لآلية فك اللفائف لتحقيق محاذاة رئيس الحافة والتجويف لعمود التمدد، في حين تم إجراء المحاذاة الدقيقة للثقوب الملولبة يدويًا بالكامل عن طريق تدوير عمود التمدد. تتسم هذه الطريقة بدقة تحديد موضع منخفضة وغالبًا ما تتطلب محاولات متعددة لتحقيق محاذاة دقيقة لعمود التمدد.

الشكل 4: تركيب عمود التمدد

متطلبات وأفكار تصميم التثبيت

01/ متطلبات التصميم

لتحسين كفاءة صيانة عمود التمدد وتقليل عبء العمل وصعوبة موظفي الصيانة، تم اقتراح المتطلبات التالية:

(1) يمكن أن يقلل بشكل فعال من وقت الصيانة لعمود تمدد الهواء لآلية فك اللف.

(2) الجهاز متحرك، قادر على الرفع والخفض بدقة، ويمكنه تدوير عمود تمدد الهواء بمرونة.

(3) مجهزة بمشبك مخصص للفلنجات، والتي يمكن أن تستوعب أحجام الفلنجات المختلفة.

(4) لا يوجد تداخل مع المعدات ولا يوجد تأثير سلبي على المعدات.

02/ مفهوم التصميم

تصميم وتصنيع جهاز تركيب وتفكيك عمود تمديد الغاز القابل للفصل، والذي يتكون من ثلاثة مكونات رئيسية: منصة الصيانة المتنقلة، وعربة تركيب وإزالة مشبك الحافة، وجهاز تحديد المواقع السريع.

يتم تحديد الموضع والدعم من خلال عجلات الدعم، ويمكن تدوير عمود تمدد الهواء على عجلة الدعم، مما يجعل من السهل استبدال شرائط التمدد بزوايا مختلفة. عند تركيب عمود تمدد الهواء، يمكن وضع الثقوب الملولبة بسرعة عن طريق تدوير العمود عند نقاط ثابتة، ويمكن تحقيق الرفع الدقيق عن طريق تغيير تباعد عجلات الدعم الأربعة. التنفيذ المحدد هو كما يلي:

أ. تم تصميم إجمالي 4 عجلات دعم، مقسمة إلى مجموعتين، تستخدم لدعم عمود تمدد الغاز، مما يسمح له بالتدوير على طول خط المحور، مما يجعل من السهل إزالة أي شريط تمدد غاز ووضع الثقوب الملولبة بسرعة عن طريق تدوير العمود عند نقاط ثابتة عند تثبيت عمود تمدد الهواء؛

ب. باستخدام براغي الرصاص شبه المنحرفة، والتروس المخروطية، وأزواج قضبان التوجيه الخطية، يمكن لمجموعتي عجلات الدعم التحرك بشكل متناظر على طول المحور Y-، مما يتيح ضبطًا دقيقًا لعمود تمدد الهواء لأعلى ولأسفل (على الرغم من أن آلية فك اللف يمكنها ضبط عمود تمدد الهواء بشكل مستقل لأعلى ولأسفل، إلا أنه من الصعب التحكم في سعة الضبط ولا يمكن ضبطها بدقة-)؛

ج. باستخدام رفوف التروس وأزواج قضبان التوجيه الخطية لتحقيق حركة المحور X - لمجموعة من عجلات الدعم، تتجنب هذه الوظيفة بشكل أساسي الهيكل البارز على عمود تمدد الغاز؛

د. قم بتثبيت عجلتين اتجاهيتين وعجلتين عالميتين في الجزء السفلي من منصة الصيانة، واستخدم برنامج Solidworks لرسم مخططات التجميع لمنصة الصيانة المتنقلة بناءً على الأفكار المحددة أعلاه.

(2) مشبك شفة لتثبيت وتفكيك العربة

إن استخدام جهاز التثبيت لتثبيت الحافة يضمن بقاء ارتفاعها دون تغيير. عند تثبيت الحافة، يضمن جهاز تحديد الموضع السريع- أن موضع الحافة يتطابق مع موضعها أثناء التفكيك، مما يجعل عملية التثبيت مريحة للغاية. التنفيذ المحدد هو كما يلي:

أ. نمذجة هيكل التثبيت لملزمات المقعد، واستخدام مبدأ تحديد الدائرة عند ثلاث نقاط، تم تصنيع ثلاث آليات تثبيت لتحقيق وظيفة التثبيت للشفة؛

ب. استخدام آلية التثبيت الملولبة والمنزلق لتحريك مشبك لوحة الحافة في اتجاه المحور Y-، وضبط المسافة على طول المحور Y- لاستيعاب لوحات الحافة بأقطار مختلفة؛

ج. باستخدام براغي الرصاص شبه المنحرفة، والتروس المخروطية، وأزواج قضبان التوجيه الخطية لتمكين حركة المحور Z - لتركيب لوحة الحافة، يمكنها استيعاب لوحات الحافة بأقطار مختلفة وضبط الارتفاع العمودي للوحة الحافة؛

د. استخدام برغي الرصاص شبه المنحرف وزوج قضيب التوجيه الخطي لتمكين حركة المحور X- لتركيب لوحة الحافة، وبالتالي تحقيق الفصل بين لوحة الحافة وعمود تمدد الغاز؛

ه. يتم تثبيت عجلتين اتجاهيتين وعجلتين عالميتين في الجزء السفلي من أداة تثبيت مشبك الحافة، واستنادًا إلى الأفكار المحددة أعلاه، استخدم برنامج SolidWorks لرسم مخطط التجميع لعربة تجميع مشبك الحافة للتثبيت.

(3) جهاز تحديد المواقع السريع

باستخدام زوج من الرؤوس الأسطوانية المدببة والأخاديد الدائرية، يتم تحقيق تحديد الموقع السريع لمنصة الصيانة المتنقلة وعربة التثبيت والتفكيك بمشبك الحافة. تم تصميم الواجهة الأمامية للعمود لهذا الجهاز على شكل مخروطي ليكون بمثابة آلية توجيه. يؤدي استخدام كتل الجاذبية لوضع كلتا المركبتين في نفس الوقت إلى إكمال القفل الذاتي بالجاذبية-، مما يمنع تفكيك منصة الصيانة وتركيبات الحافة وتفكيك العربة أثناء تركيب لوحة الحافة وإزالتها. بناءً على الأفكار المحددة أعلاه، تم استخدام برنامج SolidWorks لرسم مخطط التجميع لجهاز تحديد المواقع السريع (كما هو موضح في الشكل 5).

الشكل 5: تجميع SolidWorks لجهاز تحديد المواقع السريع

التحقق من تأثير الصيانة

للتحقق من تأثير الصيانة لجهاز تركيب وإزالة عمود التمدد لمكبس الحفر (الشكل 6)، قام الفنيون بمسح وجمع البيانات في متوسط ​​الوقت لإصلاح مهاوي التمدد باستخدام الجهاز. ووجدوا أن متوسط ​​الوقت اللازم لإصلاح عمود التمدد الخاص بآلية الفك انخفض من 91.66 دقيقة إلى 39.91 دقيقة. تظهر الحسابات أن استخدام الجهاز لإصلاح عمود التمدد أدى إلى تحسين الكفاءة بنسبة 129.67%.

الشكل 6: رسم تخطيطي لمحاكاة جهاز التثبيت والإزالة لعمود توسيع الهواء-.

يؤدي تطوير جهاز التثبيت والإزالة لعمود توسيع هواء الضغط الحفري- إلى تقليل وقت التوقف عن العمل الناتج عن الصيانة، ويقلل من كثافة اليد العاملة للمشغلين، ويلغي الحاجة إلى الاستعدادات المكثفة لإعادة تشغيل الماكينة، ويحسن بشكل كبير معدل التشغيل الفعال للمكبس وجودة الإخراج. كما أنه يقلل من عبء العمل على موظفي الصيانة ويعزز كفاءة إصلاحات عمود توسيع الهواء-. بالإضافة إلى ذلك، يمكن لموظفي الصيانة استخدام هذا الجهاز لمعالجة وإصلاح مكونات ضغط الحفر الأخرى مثل بكرات الطباعة، بكرات التبريد، وبكرات الجر، مما يجعل الآلة أكثر تنوعًا.